Щеточный аппарат для электрическихМАшиН Советский патент 1981 года по МПК H01R39/24 

Изобретение относится к электротехнике в части усовершенствования контактов, взаимодействующих с коллектором электрических машин. Известен щеточный аппарат для электрических мешшн, содержащий щетку, установленную под углом к оси коллектора в аксиальном направлении и имеющую сквозные пазы, расположенные параллельно ее. боковым поверхнос тям и проходящие в тангенциальном направлении, коробчатый щеткодержатель и нажимную пружину ГО Однако такой щеточный аппарат предназначен для сравнительно неболь шого срока службы, так как уменьшени высоты щетки по мере ее износа ограничивается тем, что нажимная пружина имеет малый ход. Кроме того, высокие щетки при такой конструкции щеточного аппарата работают неустойчиво в результате действия момента от силы трения в тангенциальном направлении, величина которого прямо пропорционал на высоте щетки. Цель изобретения - увеличение сро ка службы щетки и повышение устойчивости контакта. УказаннсШ цель достигается тем, что щеточный аппарат снабжен Г-образ ной накладкой, установленной на щетке так, что одна ее сторона располо- , женг1 в зазоре между боковой поверз ностью щетки и стенкой щеткодержателя, а другая сторона расположена между Нс1жимной пружиной и щеткой и жестко закреплена ца верхней грани щетки. На фиг. 1 и 2 схематически показано предлагаемое устройство. Устройство содержит щетку 1, имеющую сквозные пазы 2, частично подразделяющие щетку 1 на четыре упругих элемента 3, коробчатый щеткодержатель 4, нажимную цилиндрическую пружину 5, опорную планку 6 и,коллектор 7. Как видно из фиг. 1, нажимная пружина 5 одним концом связана со щеткой, а вторым концом - с опорной планкой 6. Щетка 1 имеет скользящую связь с щеткодержателем 4. В конструкции (фиг. 2) применена Г-образная накладка 8, одна сторона которой жестко соедийена с верхней гранью щетки 1, а вторая сторона входит в зазор между щеткой 1 и щеткодержателем 4 и имеет скользящую связь с последним. Нажимная пружина 5 одним концом- связана с Г-образной накладкой 8, а вторым концом - с опорной планкой 6. Кроме того, нажимная

пружина 5 смещена от продольной оси щетки 1 в сторону, где Г-образная накладка имеет скользящую связь со щеткодержателем 4, на расстояние х Значение х,-, зависит от угла наклона щетки d- , коэффициента трения щетки о коллектор m и от расстояния h от точки опоры г-образной накладки 8 о щеткодержатель 4 до коллектора 7. .

Сила реакции на щетку со стороны коллектора

р S

sinaU- coso(/-; 2sincit Сила реакции на щетку со стороны щекодержателя

N Qic9§p( S i ncy-2;Mcosi-jM2s i ndl

Расстояние от точки приложения силыреакции N до прямой J)0 (фиг.1

х Л(а/2

Расстояние от точки приложения силы нажатия на щетку до оси ее симметрии (фиг. 2)

(h+//a / 2. i со s4 : S1 пс|.1 -1 sTrioL+2 icos5-- 2si п Податливость упругих элементов щетки в радиальном направлении к колектору

j

vCoscL,

i 3nE5kr.tgoL+2jLt- atgol.) Эквивалентная жесткость контактного слоя в радиальном направлении к коллектору

3nE3K(tqoL+2JU-K- tgd.)

Кэг/

ж. 1и « (. -.

1 ctgd. Эквивалентный модуль упругости щетки в радиальном направлении к колектору

3nEak(tgA-+2jU-X/ tgflLi

, s;.v-c-ti tгде Е - модуль упругости материала

щетки;

момент инерции сечения консольного элемента щетки;

Q - нажатие на щетку;

А- - угол наклона щетки;

/д- коэффициент трения щетки о

коллектор или щеткодержатель; а - аксисшьный размер щетки; 5 1 - длина консольного элемента

щетки;„

1,р- средняя длина консольных злементо.в щетки;

5д - площадь рабочей поверхности щетки;

п - число, консольных элементов

щетки.

Предложенный щеточный аппарат обеспечивает существенное повыщение устойчивости контакта при высоких частотах вращения коллектора (кольца) и увеличение срока службы щетки.

Формула изобретения

Щеточный аппарат для электрических машин, содержащий щетку, установленную под углом к оси коллектора в аксиальном направлении и имеющую сквозные пй.зы, расположенные параллельно ее боковым поверхностям и проходящим в тангенциальном направлении, квообчатый Щеткодержатель и нажимную ; пружину, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы щетки и повышения устойчивости контакта, щеточный аппарат снабжен Г-образной накладкой, установленной на щетке так, что одна ее сторона расположена в зазоре между.боковой поверхностью щетки и стенкой щеткодержателя, а другая сторона расположена между Нс1жимной пружиной и щеткой и жестко закреплена на верхней грани щетки. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США I 2.515.768, кл. 310-247, 1948. Л АА А